水利工程論文-論邵武市東關(guān)水利樞紐工程主要技術(shù)及特點(diǎn).doc

水利工程論文-論邵武市東關(guān)水利樞紐工程主要技術(shù)及特點(diǎn)論文關(guān)鍵詞水利樞紐溢流閘活動(dòng)壩翻板閘門論文摘要邵武市東關(guān)水利樞紐工程是一座采用翻板門活動(dòng)壩進(jìn)行泄洪的工程，具有閘孔尺寸大、泄洪能力強(qiáng)、對城區(qū)防洪影響小的特點(diǎn)。該文介紹了泄水閘布置，壩體構(gòu)造、壩體斷面、翻板閘門等的有關(guān)設(shè)計(jì)內(nèi)容，以期為今后在城區(qū)建設(shè)具有發(fā)電、改善水環(huán)境、美化城市、促進(jìn)旅游等綜合效益的水利工程提供參考。1工程基本情況邵武市東關(guān)水利樞紐工程是一座集改善環(huán)境、蓄水發(fā)電、旅游開發(fā)為一體的綜合利用水利工程，工程采用分期導(dǎo)流、分期施工方式；工程于1999年9月28日開工，一期工程于2000年6月28日完成，二期工程于2004年10月10日完工；工程投入運(yùn)行以來已產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益。東關(guān)水利樞紐工程位于邵武市東關(guān)大橋下游180m處的富屯溪干流上。壩址以上流域面積2748km2，多年平均流量106m3/s,多年平均年徑流量33.4億m3；水庫正常蓄水位189.5m，校核洪水位193.41m，總庫容935萬m3；電站裝機(jī)容量4.8MW，保證出力900kW，年利用4217h，多年平均發(fā)電量2024萬kWh。電站接入福建省電網(wǎng)，主要向邵武地區(qū)供電，電站建成后進(jìn)一步促進(jìn)了地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展。工程為低水頭徑流式水電站，樞紐主要由活動(dòng)壩、河床式廠房、升壓站等組成。樞紐工程位于城區(qū)，為降低邵武城關(guān)的防洪壓力，經(jīng)分析比較和論證，采用活動(dòng)壩為本工程的泄洪建筑物?；顒?dòng)壩是采用一定開度的翻板閘門作為主要擋水結(jié)構(gòu)的一種壩型，共有8孔，安裝8扇尺寸為255.0m（閘門寬度擋水高度）的翻板閘門，平時(shí)通過閘門不同開度的控制來調(diào)節(jié)下泄流量，或保持上游庫水位在正常蓄水位189.50m；洪水時(shí)翻板閘門全部開啟，近于消失（當(dāng)洪水大于設(shè)計(jì)洪水時(shí)活動(dòng)壩處于水下），保持了天然河道的過水?dāng)嗝?，使樞紐具有足夠的泄洪能力（壩址處20年一遇洪水位較天然狀態(tài)僅壅高0.23m），較有效的解決了城區(qū)樞紐工程擋水與防洪的矛盾。工程的建成，美化了邵武市區(qū)，正常蓄水位189.5m時(shí)，相應(yīng)水庫面積1.2km2，枯水期回水長度5.4km，市區(qū)河床裸露景象不復(fù)存在，形成一個(gè)寬闊優(yōu)美的人工湖。2樞紐布置根據(jù)東關(guān)水利樞紐工程所處地形、地質(zhì)、水流條件，施工條件以及運(yùn)行管理等因素，發(fā)電廠房布置在河床左岸，河床中部及右岸布置溢流閘（翻板門活動(dòng)壩），左、右岸采用混凝土擋墻與岸坡連接，壩頂全長284.9m。攔河壩為低堰溢流閘，壩頂高程191.80m，壩高12.80m，溢流閘全長238.9m，分8孔，每孔凈寬25.0m，閘墩內(nèi)設(shè)兩個(gè)沖淤積導(dǎo)水孔；為使溢流堰不影響行洪，堰頂高程比下游河床略低，采用寬頂堰，高程確定為184.50m；下游消能采用跌流及底流消能，壩頂不設(shè)交通橋。溢流閘采用8孔平板翻板工作閘門擋水，翻板工作閘門尺寸25.07.07m（寬高），每扇翻板閘門用22000kN液壓啟閉機(jī)操作。工作門上游采用浮式閘門作為檢修設(shè)施?；顒?dòng)壩閘墩內(nèi)導(dǎo)水孔閘門尺寸為1.21.2m，采用手電二用閘閥進(jìn)行動(dòng)水啟閉，導(dǎo)水孔進(jìn)口設(shè)攔污柵和檢修閘門。翻板閘門在門頂過流時(shí)，門頂后側(cè)掛有一道水簾，為使閘門與水簾之間的空間能夠補(bǔ)氣和排氣，在閘門上設(shè)有破水器，在閘墩邊墻設(shè)有通氣孔。主廠房總長46.0m，總寬度32.9m，主機(jī)段長33.5m，裝配場段長12.5m。廠房內(nèi)安裝3臺豎井貫流式水輪發(fā)電機(jī)組，單機(jī)容量1.6MW，機(jī)組間距11.0m。進(jìn)水口布置攔污柵、事故檢修閘門及進(jìn)人孔，每臺機(jī)組設(shè)2個(gè)進(jìn)水口，其中攔污柵一道，事故閘門兩扇，進(jìn)水口平臺高程190.0m，布置了起吊攔污柵和事故檢修閘門的電動(dòng)葫蘆門型構(gòu)架。3工程主要技術(shù)及特點(diǎn)3.1活動(dòng)壩3.1.1壩體構(gòu)造（1）壩頂高程：由于活動(dòng)壩壩頂可以過水和壩頂無交通橋布置要求，考慮在設(shè)計(jì)洪水標(biāo)準(zhǔn)下技術(shù)廊道內(nèi)不進(jìn)水，并減少行洪影響，壩頂高程以設(shè)計(jì)洪水位191.71m加一定超高確定，最終為191.80m。（2）壩內(nèi)技術(shù)廊道：為解決技術(shù)廊道液壓啟閉機(jī)油管布置、左右岸交通、檢修、通風(fēng)、排水等，在活動(dòng)壩底設(shè)技術(shù)廊道。技術(shù)廊道尺寸為2.02.7m（寬高），位于中心樁號為壩下0+014.2m，底部高程181.0m，其下游側(cè)布置排水溝，集水井尺寸3.02.0m1.95m（長寬深）。水泵和通風(fēng)機(jī)室設(shè)在右岸，翻板閘門液壓啟閉機(jī)的泵站設(shè)在左邊墩194.6m高程的平臺上。（3）沖砂孔：由于溢流堰堰頂及閘門支鉸高程較低，堰后較易淤積，為便于翻板閘門開啟，在每個(gè)活動(dòng)壩閘墩均設(shè)有沖砂孔（孔口尺寸1.21.2m），取壓力水通過沖砂孔將堰后底坎沉積淤積物沖掉。（4）壩體分縫止水：考慮活動(dòng)壩壩體高度及底板厚度不大，基礎(chǔ)約束較弱，為降低閘門設(shè)計(jì)、制造安裝難度，降低止水要求和工程造價(jià)，借鑒有關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，在溢流閘八孔中部設(shè)一道伸縮縫，解決基礎(chǔ)不均勻沉降問題。廠壩間、右邊墩與集水井之間結(jié)構(gòu)縫、壩體伸縮縫各設(shè)一道止水銅片和一道橡膠止水帶。3.1.2壩體斷面設(shè)計(jì)（1）壩體基本斷面：溢流閘活動(dòng)壩壩體斷面除滿足穩(wěn)定與應(yīng)力要求外，主要受金屬結(jié)構(gòu)布置控制。溢流閘共8孔，每孔凈寬25m，閘室底板長26.5m，上下游側(cè)設(shè)防滲齒墻，左邊墩因啟閉機(jī)布置要求寬度為5.0m，中墩和右邊墩均為4.0m。（2）溢流閘孔口確定：考慮本工程處于城區(qū)，洪峰流量大，庫區(qū)洪水位雍高受限的特點(diǎn)，根據(jù)洪水流量，河床地質(zhì)條件選定具有泄洪能力大的混凝土溢流閘（活動(dòng)壩、翻板閘門）為泄洪建筑物，洪水全部由溢流閘渲泄。由于本工程處于邵武市區(qū)，上游淹沒和市區(qū)防洪是確定閘孔總凈寬的主要影響因素，計(jì)算閘孔總凈寬時(shí)，上游淹沒要小，上、下游水位差一般在0.10.3m，同時(shí)兼顧允許過閘單寬流量、水工建筑物布置和工程造價(jià)。通過7種孔口方案的比較，最終選定大孔口方案，布置8孔溢流閘，每孔凈寬25m，堰頂高程184.5m（低于原河床高程），在下泄20年一遇設(shè)計(jì)洪水時(shí)，上下游水位差為0.23m。（3）壩后消能防沖：由于翻板閘門的運(yùn)行特點(diǎn)，活動(dòng)壩泄洪時(shí)，下游流態(tài)變化形式與一般閘門不同，且更為復(fù)雜；參照國內(nèi)相關(guān)工程經(jīng)驗(yàn)，按翻板閘門不同開度，下游流態(tài)由按跌流與底流相互演變進(jìn)行消能設(shè)計(jì)，消力池長15.4m，底板高程180.68m；在跌流不同開度工況下，計(jì)算沖坑深度均小于消力池水深，不會(huì)影響溢流壩安全。閘門泄水運(yùn)行中采取合理的調(diào)度方式，保證在任何情況下水跌發(fā)生在消力池內(nèi)。3.1.3閘墩拉錨筋活動(dòng)壩中水荷載通過翻板閘門傳至閘墩上，受力點(diǎn)為油缸支座、鎖定梁處，而閘門檢修時(shí)需固定浮動(dòng)門，此時(shí)荷載主要受力點(diǎn)為閘墩上游兩側(cè)面的浮動(dòng)門吊耳，這些部位由于承受荷載較大，在閘門全開時(shí)，油缸支座拉力達(dá)2130kN，因此上述閘墩局部受拉區(qū)須配置扇形受拉鋼筋（拉錨鋼筋）。3.1.4閘墩側(cè)面翻板門扇形運(yùn)行區(qū)處理翻板門底鉸在底坎上，閘門從關(guān)閉至臥倒全開的運(yùn)行軌跡在閘墩側(cè)面形成一扇形區(qū)。為了使閘門在不同開度情況下均能正常工作，并保證閘門兩側(cè)水封能緊密與閘墩表面接觸，以達(dá)到止水效果，此扇形區(qū)進(jìn)行一定處理；扇形區(qū)閘墩表面要求光滑垂直，表面磨光，噴涂903聚合物改性水泥砂漿，垂直度2/1000，平整度3mm/m，粗糙度2m。3.1.5基礎(chǔ)處理及防滲型式東關(guān)水利樞紐壩高較低、水頭較小，建基面基巖為強(qiáng)風(fēng)化頂板，壩基穩(wěn)定與應(yīng)力小滿足規(guī)范要求，壩基設(shè)置上下游齒墻后，壩基抗